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绪论1

电磁学篇5

第9章 静电场5

9.1电场 电场强度5

9.1.1电荷5

9.1.2库仑定律6

9.1.3电场强度6

9.1.4场强叠加原理7

9.1.5电场强度的计算7

9.1.6带电体在外电场中所受的作用11

9.2电通量 高斯定理11

9.2.1电场的图示法 电场线11

9.2.2电通量12

9.2.3高斯定理13

9.2.4高斯定理的应用15

9.3静电场的环路定理 电势能17

9.3.1电场力所做的功17

9.3.2静电场的环路定理18

9.3.3电势能18

9.4电势 电势差19

9.4.1电势19

9.4.2电势差19

9.4.3电势的计算20

9.5电场强度与电势梯度22

9.5.1等势面22

9.5.2电场强度与电势梯度22

9.6静电场中的导体24

9.6.1导体的静电平衡24

9.6.2静电平衡时导体壳上电荷的分布25

9.6.3静电屏蔽25

9.7静电场中的电介质27

9.7.1电介质对电场的影响27

9.7.2电介质的极化28

9.7.3有电介质时的高斯定理28

9.8电容 电容器30

9.8.1孤立导体的电容30

9.8.2电容器的电容30

9.8.3电容器的串联和并联32

9.9静电场的能量33

本章提要34

阅读材料 压电体36

习题37

第10章 稳恒磁场41

10.1磁场 磁感应强度41

10.2磁通量 磁场的高斯定理42

10.2.1磁感应线42

10.2.2磁通量42

10.2.3磁场的高斯定理43

10.3毕奥-萨伐尔定律43

10.3.1毕奥-萨伐尔定律应用举例44

10.3.2磁矩46

10.4安培环路定理46

10.5带电粒子在磁场中运动48

10.5.1洛伦兹力48

10.5.2带电粒子在匀强磁场中的运动49

10.5.3带电粒子在现代电磁场技术中的应用举例50

10.5.4磁聚焦51

10.6磁场对载流导线的作用52

10.6.1安培力52

10.6.2磁场对载流线圈作用的力矩54

10.7磁场中的磁介质55

本章提要56

习题57

第11章 电磁感应 电磁场60

11.1电磁感应定律60

11.1.1电磁感应现象60

11.1.2法拉第电磁感应定律60

11.1.3楞次定律61

11.2动生电动势与感生电动势62

11.2.1动生电动势62

11.2.2感生电动势63

11.2.3涡电流65

11.3自感和互感66

11.3.1自感66

11.3.2互感67

11.4磁场的能量68

本章提要69

习题70

热学篇75

第12章 气体动理论基础75

12.1平衡态 温度 理想气体状态方程75

12.1.1热力学系统75

12.1.2平衡态75

12.1.3温度76

12.1.4理想气体状态方程77

12.2理想气体压强公式78

12.2.1理想气体的分子模型和统计假设78

12.2.2理想气体的压强公式79

12.3温度的统计解释80

12.4能量均分定理 理想气体的内能81

12.4.1自由度81

12.4.2能量均分定理83

12.4.3理想气体的内能83

12.5麦克斯韦速率分布律84

12.5.1气体分子的速率分布 分布函数85

12.5.2理想气体分子的麦克斯韦速率分布律86

12.5.3麦克斯韦分布曲线的性质86

12.5.4三种速率87

12.6气体分子的平均自由程和平均碰撞频率88

本章提要90

阅读材料 大爆炸宇宙模型91

习题92

第13章 热力学基础95

13.1准静态过程 功和热量95

13.1.1准静态过程95

13.1.2准静态过程压力的功96

13.1.3热量和热容量96

13.2热力学第一定律97

13.2.1内能97

13.2.2热力学第一定律的表述97

13.3热力学第一定律在等值过程中的应用98

13.3.1等体过程99

13.3.2等压过程100

13.3.3等温过程101

13.4绝热过程102

13.4.1热力学第一定律在绝热过程中的应用103

13.4.2绝热方程103

13.4.3绝热线和等温线的比较104

13.5循环过程 卡诺循环105

13.5.1循环过程105

13.5.2热机和热机循环106

13.5.3制冷机和制冷系数107

13.5.4卡诺循环109

13.6热力学第二定律111

13.6.1可逆过程与不可逆过程112

13.6.2热力学第二定律113

13.6.3卡诺定理114

13.7热力学第二定律的统计意义 熵的概念114

13.7.1热力学第二定律的统计意义114

13.7.2熵和熵增加原理116

本章提要117

阅读材料 第三类永动机119

习题121

近代物理篇127

第14章 相对论127

14.1经典力学时空观 伽利略变换127

14.1.1绝对时空观127

14.1.2经典力学的相对性原理127

14.1.3伽利略坐标和时间变换式128

14.1.4牛顿运动定律具有伽利略变换的不变性129

14.2狭义相对论基本原理130

14.2.1狭义相对论产生的时空背景130

14.2.2狭义相对论的两条基本原理130

14.3洛伦兹变换131

14.3.1洛伦兹坐标和时间变换式131

14.3.2洛伦兹速度变换133

14.4狭义相对论的时空观134

14.4.1“同时性”的相对性134

14.4.2时间延缓135

14.4.3长度收缩137

14.5狭义相对论质点动力学简介141

14.5.1相对论动量、质量、质点动力学基本方程141

14.5.2相对论动能142

14.5.3质能关系式142

本章提要143

阅读材料 广义相对论144

习题146

第15章量子物理基础148

15.1黑体辐射 普朗克量子假设148

15.1.1黑体辐射及其基本规律149

15.1.2普朗克量子假设151

15.2光电效应和光的量子性152

15.2.1光电效应152

15.2.2爱因斯坦光子假说154

15.3微观粒子的波粒二象性和不确定关系式156

15.3.1微观粒子的波粒二象性156

15.3.2不确定关系式158

本章提要160

阅读材料 暗物质160

习题162

习题参考答案164